1.病人和控制招聘
2.数据收集
3.数据分析
资料来源: 乔纳斯 · 卡普兰和莎拉一、 贝尔实验室 — — 南加利福尼亚大学
如何对大脑的损害影响认知功能的研究历来认知神经科学的最重要工具之一。虽然大脑是身体最受保护的部分之一,有很多事件,可以影响大脑的功能。血管问题、 钝力外伤、 肿瘤、 感染、 退行性疾病神经外科都只是一些脑损伤,所有的一切都可能产生不同的形态组织损伤,影响大脑运作方式不同的根本原因。
神经心理学的历史,留下了几个知名的情况下,导致大脑的理解的研究进展。例如,在 1861年保罗 · 布洛卡区如何观察损伤左侧额叶叶导致失语,后天的语言障碍。作为另一个例子,很多关于内存已吸取了失忆症,如亨利 Molaison,多年来在神经心理学文献中称为"陛下,"其颞叶手术导致深刻的赤字在形成新的记忆某些种类的著名一例患者。
同时观察和测试的局灶性脑损伤患者神经科学运作的大脑,非常小心的洞察必须采取在设计测试揭示财政赤字的具体性质提供了。而且,因为大脑是一个复杂的相互关联的神经元网络,一个大脑区域损坏可以会影响在很远的地方从损害地区运作。为了演示如何脑损伤可影响脑区之间的连接,这个视频检查所谓裂脑的一例。
胼胝体是大脑的一大束纤维连接左、 右半球。它是一种在大脑中最大的白质束,可以很容易地确认的大脑正中矢状面视图。在 20 世纪 60 年代,神经外科医生发现切割胼胝体可以成功治疗某些类型的癫痫,涉及传播通过大脑无法控制神经活动。裂手术的人有手术把他们分开,他们两个半球,以致左、 右半球都不再能够进行沟通。这种情况下允许实验探讨左、 右半球的功能独立,要学习相关的能力,并了解它们之间的通信的性质。
该视频演示如何测试揭示了一些大脑两个半球之间的差异,想看看这样的网络断开一些戏剧性后果裂病人。这些实验的原始版本是由 Michael Gazzaniga 和他的同事,1、 2及以后详细阐述了别人;3版本在这里提出了一种集成了更近现代化的方法。
1.病人和控制招聘
2.数据收集
3.数据分析
神经心理学家研究"裂脑"患者是为了探索左右脑半球的独特功能,换句话说,研究偏侧化,并研究这些区域之间交流的性质。
主要来说,来自身体一侧的信息在大脑的另一半内处理。此外,每个半球对侧指导身体运动。
这些区域也具有不同的认知强度:左侧通常与语言和语音的控制有关,而右侧在处理视觉空间信息方面起着重要作用,例如判断机器上表盘的空间排列。
通常,神经元的集合?轴突(称为神经纤维束)在这些半球之间传递信息。其中最大的一本是胼胝体。
然而,这种半球间的通讯在脑裂患者中被中断,他们的胼胝体已被手术切断,这种治疗有时用于减少癫痫无法控制的神经活动特征在整个大脑中的扩散。
该视频使用心理学家 Michael Gazzaniga 技术的现代化,演示了如何测试裂脑患者并评估他们的认知能力(特别是语音产生),并说明了数据收集和分析方法。
在这个实验中,向患者展示日常物品的图像,并要求他们用语言说出每件物品的名称。
为了实现偏侧化,患者被指示专注于计算机屏幕中央的十字符号,并被告知在实验期间保持注视这个形状。在这里,十字架用作参考点,视觉刺激可以在右侧或左侧显示。
如果图像显示在屏幕右侧,它就会落入右侧视野,这也许违反直觉,由双眼的左侧部分处理。然后,这些区域将观察到的图像投射到大脑的左半球,在那里被识别出来。
因此,可以通过在右视野中显示图像来评估左脑半球的功能。
同样,在屏幕上的左视野中呈现在十字左侧的刺激可用于评估右半球的作用。
在命名对象任务期间,总共有 50 个绘图(如鸡的绘图)一次出现一个显示在显示器的随机一侧(右侧或左侧)。
图片的显示时间少于 150 毫秒。由于患者没有足够的时间移动眼睛来重新定位图像,因此它可以确保只有被测试的大脑半球"看到"刺激。
图像消失后,患者必须大声识别它,这是衡量语言语言能力偏侧化的指标。
在这里,因变量是患者能够命名的左右视野中显示的图像的百分比,换句话说,语言识别的准确性。
根据 Gazzaniga 等人之前的工作,预计患者将能够高精度地命名右视野中呈现的图像,因为这些信息被左半球(能够控制语言的区域)看到。
然而,患者将无法用语言识别左视野中显示的图片,因为这些信息是由右脑半球处理的,右脑半球无法产生语言,而且在裂脑患者中,无法与能够说话的左侧进行交流。
如果图像不能被命名,称为失语,则执行绘图任务,作为刺激知识的非语言测量。
在这里,患者必须用手在同侧或与测试视野相同的一侧创建他们所看到的图像的图片。因此,如果患者无法用语言识别屏幕左侧的物体,他们应该用左手画出来。
在这种情况下,因变量是准确绘制的左视野和右视野中显示的图像的百分比。
预计无法命名显示器左侧显示的图片的患者仍能用左手高精度地绘制这些图片。
这是因为控制左臂和左手的右半球也处理来自左视野的信息。因此,半球之间不需要通信即可完成此任务。
在开始实验之前,回顾患者?MRI 数据以确定他们缺乏哪些神经纤维束。出于此演示的目的,对整个胼胝体被切断的患者进行了测试,并将他们的数据与从对照参与者那里收集的数据进行比较。
当患者到达时向他们打招呼,并告知他们研究程序。此外,请确保他们已签署所有适当的同意书。
然后,继续将他们的下巴舒适地放在下巴托上,使他们的眼睛位于大约 22 英寸的位置。从屏幕上。
将小十字显示在屏幕中央,向患者强调,即使图像向左或向右闪烁,他们也必须始终注视此符号。
继续向他们展示 50 张图像,每张图像以随机顺序呈现 150 毫秒,并在两侧均匀分配。每次演示后,指导患者大声识别物体:"Apple"。记录他们的所有回答。
如果患者无法说出视觉刺激的名称,请让他们用手在显示图片的视野的同一侧画它。这构成了绘图对象任务。
确保患者在抽动时不要看他们的手,以保持刺激对一个大脑半球的初始隔离。
为了确认当刺激同时呈现在两个视野中时,患者知道刺激的名称,让他们低头看完成的图画并口头识别它所代表的物体:"扫帚"。同样,记录患者的所有回答。
为了分析数据,首先计算患者对呈现在左侧和右侧视野的刺激的正确语言反应的百分比。
继续分别编译每个对照参与者左右位置的正确口头反应分数的百分比。
为了识别患者行为中的任何缺陷,请使用重复测量方差分析检验来比较对照数据和患者数据。对从绘图测试中收集的所有数据重复分析。
请注意,虽然患者通常无法说出呈现在左侧视野的刺激,但他们可以用左手非常准确地绘制它们。这表明患者识别和口头命名物体的能力之间存在分离。
现在您知道如何用视觉刺激测试裂脑患者的左右半球功能,让我们看看研究人员如何在其他环境中探索和应用偏侧化。
您已经了解到,两个半球的手术分离通常用于治疗以癫痫发作为特征的癫痫患者。
因此,许多神经科学家正在研究这种断开连接的时间——胼胝体是在儿童期还是成年期被切断——是否对患者的认知功能有任何影响。
重要的是,此类工作表明,与成人相比,儿童在大脑半球断开连接后经历的认知影响更少或更不严重,这表明年轻的大脑表现出很大程度的可塑性。
到目前为止,我们一直将胼胝体作为左半球和右半球之间的主要连接。
然而,其他神经纤维束允许大脑两侧之间进行交流。其中包括前连合,它与感觉信息的传递有关,例如与视觉或嗅觉有关的信息。
因此,一些研究人员正在研究这些束中的一个或多个断开(无论是否切断胼胝体)如何影响患者行为。
您刚刚观看了 JoVE 关于使用视觉刺激测试裂脑患者的视频。到目前为止,您应该了解如何将图像呈现到两个视野,并收集和解释与左右脑半球能力相关的数据。您还应该了解如何使用来自裂脑患者的数据来开发更好的癫痫治疗方法,并了解不同神经纤维束在大脑中的作用。
感谢观看!
通常情况下,callosotomy 患者表现为对象提出了一种在左视野半症候。症候是无法来命名对象。对象提交正确的视野,然而,是已命名的高精度 (图 1)。

图 1:病人和控制任务绩效的命名对象的刺激中提出在左、 右视觉领域。病人 (黑眼圈) 是不能口头上名称对象呈现在左视野,但能到右侧视野中的名称对象。相比之下,控制人口增长 (蓝色钻石) 可以命名对象提出了一种在左、 右视野。
有些病人可能能够成功地绘制对象向左的视野,提出,即使他们不能口头上指名道姓(图 2)。

图 2:在绘图对象任务的刺激中提出在左、 右视觉领域的病人和控制性能。病人 (黑眼圈) 和控制人口增长 (蓝色钻石) 是能够绘制对象提出了一种在左、 右视野。病人的性能并不不同于匹配的控件。
在这种情况下,病人通常会说: 他们从来没有见过。这是因为大脑左的半球,控制语音,没见过的视觉形象。不过,右半球,已经看到该对象,可以识别它,而是无法生成语音。由于右半球则很大程度上在控制左手的病人就可以以绘制对象用左手。此结果表明识别对象的能力和口头上的名字对象的能力之间的分离。
控制人口,与完整的语料库 callosa 都可以命名并绘制对象提出了一种在左或右视觉领域。这是信息的因为信息自由可以通过从一个半球到另一边,允许的大脑区域之间共享。
裂病人个案揭示了大脑两半球的相对专业化。很多这些专业还可证明在健康人与完整的接合处,使用类似的技术。例如,人们倾向于更快地识别单词,当他们简单介绍右视野相比,当他们介绍了在左视野中。本实验还表明,即使两个脑半球是健康的损害到不同区域之间的联系可以影响行为。
然而,很重要的是要记住,虽然测试大脑分裂表明大脑两半球,在完整的脑之间的区别,这两个半球是不断彼此间交互和协同工作。以隔离到一个视野刺激需要专门的设备,可以展示刺激非常简略地、 从中央固定。因为由这两个半球,处理中央视力和眼睛通常扫描环境,这不是在日常生活中可能遇到的情况。
Chapters in this video
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Overview
1:55
Experimental Design
5:34
Running the Experiment
7:34
Representative Results
8:32
Applications
10:00
Summary
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